JP6986011B2 - Speaker diaphragm - Google Patents

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Description

本発明は、スピーカ振動板、およびそのような振動板を製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、制振材料を支持する織繊維体(woven fibre body)を備えるスピーカ振動板に関するが、これに限られない。本発明はまた、スピーカ駆動ユニットおよびスピーカ筐体に関する。 The present invention relates to a speaker diaphragm and a method of manufacturing such a diaphragm. More specifically, the present invention relates to a speaker diaphragm provided with a woven fiber body that supports a damping material, but is not limited thereto. The present invention also relates to a speaker drive unit and a speaker housing.

GB1491080(B&W Loudspeakers Limited−または「B&W」−による)は、隣り合った繊維間に空間が残されるように熱硬化性樹脂で補強された、開きメッシュの織繊維材料、例えばKevlar(登録商標)から作られたスピーカ振動板を開示している。空間は、PVA(ポリ酢酸ビニル)エマルジョンなどの制振材料で部分的に埋められる。ファブリックのスレッド間の空間は、PVAエマルジョンと織繊維材料との間の良好な結合を可能にする。英国の会社、Bowers & Wilkins(「B&W]−www.bowers−wilkins.co.uk参照)は、樹脂で補強されPVAで被覆された織りKevlar(登録商標)ファブリックから作られたスピーカ振動板を組み込んだ中域駆動ユニットを商品化している。PVA材料は、1つまたは複数の層で織繊維材料上にはけ塗りされ、典型的には、PVA材料がスピーカ振動板の全質量の約10%〜15%を形成することになる。結果として得られるものは、次により詳細に説明するように、有用なブレークアップ挙動(break−up behaviour)、より抑えられたカラレーション、および放射される音のより均一な分散を示す、やや柔軟なコーン(以下、「B&WのKevlarコーン」)である(なおもさらなる詳細は、http://www.bowers−wilkins.com/Discover/Discover/Technologies/Kevlar.htmlで入手可能である)。 GB1491080 (according to B & W Loudspeakers Limited-or "B & W"-) is from an open mesh woven fiber material reinforced with thermosetting resin so that space is left between adjacent fibers, such as Kevlar®. The made speaker diaphragm is disclosed. The space is partially filled with damping material such as PVA (polyvinyl acetate) emulsion. The space between the threads of the fabric allows for a good bond between the PVA emulsion and the woven fiber material. The British company Bowers & Wilkins (see "B & W] -www.bowers-wilkins.co.uk) incorporates speaker diaphragms made from woven Kevlar® fabric reinforced with resin and covered with PVA. The midrange drive unit is commercialized. The PVA material is smeared over the woven fiber material in one or more layers, typically the PVA material is about 10% of the total mass of the speaker diaphragm. It will form ~ 15%. The result is useful break-up behavior (break-up behaviour), more subdued coloration, and emitted sound, as described in more detail below. A slightly flexible cone (“B & W Kevlar cone”) that exhibits a more uniform dispersion of Available in .html).

加えられる入力信号に依存しない、スピーカ振動板の連続的な振動は、「時間不明瞭化(time−smearing)」−カラレーションの一形態−と、その結果として生じる、所与の入力信号に応答して生成される音の明瞭性および入力信号からの音の正確な再現性の低下とにつながる可能性がある。PVA材料は、制振を実現するが、B&WのKevlarコーンの非等方性の特性は、重要なものとして挙げられる:織られているため、B&WのKevlarコーンの機械的特性は、繊維の向きに対する角度によって異なる。音波は、進行方向に応じて異なる速さでコーンの材料を伝わって移動する。したがって、B&WのKevlarコーンの本体にわたって進む音波の反射は、コーンの縁部周辺で異なる時点で発生して、あまり対称的でない音波のパターン、および定在波の形成による音への影響の減少をもたらす。別の方法であればコーンによって放射される遅延エネルギーによって生じるはずの音よりも少ない音が、リスナに受け取られる。結果として、望ましくない「時間不明瞭化」ノイズが少なくなる。コーンは、したがって、著しく明瞭でかつより微細な詳細を送達することができる放射音を生成する。音響再生の品質の管理を提供するものとして述べられた設計詳細には、ウィーブのタイプ、コーンの幾何形状、ならびに補強用樹脂および制振材料のタイプの選択が含まれる。 The continuous vibration of the speaker diaphragm, independent of the input signal applied, responds to the "time-sounding" -a form of coloration-and the resulting given input signal. This can lead to a decrease in the clarity of the sound produced and the exact reproducibility of the sound from the input signal. The PVA material provides damping, but the anisotropic properties of the B & W Kevlar cones are cited as important: because they are woven, the mechanical properties of the B & W Kevlar cones are the orientation of the fibers. Depends on the angle to. The sound wave travels through the material of the cone at different speeds depending on the direction of travel. Therefore, the reflection of sound waves traveling over the body of the B & W Kevlar cone occurs at different points around the edge of the cone, reducing the less symmetric pattern of sound waves and the effect of the formation of standing waves on sound. Bring. Otherwise, the listener receives less sound than would otherwise be produced by the delayed energy radiated by the cone. As a result, there is less unwanted "time obscure" noise. The cone therefore produces a radiating sound that can deliver significantly clearer and finer details. Design details stated to provide quality control of acoustic reproduction include the type of weave, the geometry of the cone, and the choice of reinforcing resin and damping material type.

B&WのKevlarコーンは、B&Wの製品の多くで使用され、B&Wのスピーカに供給される中域駆動ユニットにおいて幅広く使用されている(www.bowers−wilkins.eu/Speakers/Theatre_Solutions/FPM_VM_Series/Technologies.html参照)。Kevlarは、上述の有利な特性を有するだけではなく、魅力的で独特の外観を好都合に有し、そのことがKevlarをスピーカ駆動ユニットの振動板の前向きの音放出面での使用に適したものにする。しかし、Kevlarは高価な材料であり、同様のまたはより良い音響性能を提供する態様で用いられ得るこの用途のための代替材料を有することが有益なはずである。また、技術的性能を実現させかつそれに必要とされる技術的特徴を満たすだけでなく、ハイファイ環境での使用に適した外観を有することも、そのような材料にとって有益なはずである。 B & W Kevlar cones are used in many of B & W's products and are widely used in midrange drive units supplied to B & W speakers (www.bowers-wilkins.eu/Speakers/Thetre_Solutions/FPM_VM_Series/Technol). reference). Kevlar not only has the above-mentioned advantageous properties, but also has an attractive and unique appearance, which makes Kevlar suitable for use on the forward sound emitting surface of the diaphragm of the speaker drive unit. To. However, Kevlar is an expensive material and it would be beneficial to have an alternative material for this application that could be used in embodiments that provide similar or better acoustic performance. It should also be beneficial for such materials to have an appearance suitable for use in high fidelity environments, as well as to achieve technical performance and meet the technical features required for it.

本発明は、上述の問題のうちの1つまたは複数を緩和することを図るものである。あるいは、またはさらに、本発明は、改良されたスピーカ振動板を提供することを図るものである。あるいは、またはさらに、本発明は、実質的に同一であるかまたはより良好な音響性能を有する、上記のB&WのKevlarコーンの代替品を提供することを図るものである。 The present invention is intended to alleviate one or more of the above problems. Alternatively, or further, the present invention is intended to provide an improved speaker diaphragm. Alternatively, or in addition, the invention is intended to provide an alternative to the B & W Kevlar cone described above, which is substantially identical or has better acoustic performance.

本発明は、前向きの音放射面と制振材料を支持する後向きの面とを有する織繊維体を備えるスピーカ振動板を提供し、制振材料は、好ましくは振動板の形状を形成する。重要であるが必ずしも必須とは限らない本発明の1つの態様によれば、織繊維体は、金属被覆された非金属繊維材料で形成され、この金属被覆された非金属繊維材料は、自然光であれ異なる光源からの光であれ、光で照らされたときに振動板が例えば肉眼で見たときに認識される通りにきらめく外観を有するように見えるものが好ましい。 The present invention provides a speaker diaphragm comprising a woven fiber body having a forward sound emitting surface and a backward surface supporting the damping material, the damping material preferably forming the shape of the diaphragm. According to one aspect of the invention that is important but not always essential, the woven fiber is made of a metal-coated non-metal fiber material, which metal-coated non-metal fiber material is exposed to natural light. Light from different light sources is preferably one in which the vibrating plate appears to have a shimmering appearance, for example, as perceived by the naked eye when illuminated by light.

高価でありまたそれがどのように呈示され得るか(特に、Kevlarの持ち前の色がクリームイエロー色であることを念頭に置いて)に限界があるKevlarを使用することを必要としないという潜在的な利点を持つ、B&WのKevlarコーンよりも良好にとまではいかなくとも同様に機能するそのような金属被覆された非金属繊維材料を用いて、スピーカ振動板を作ることが可能である。本発明は、従来技術のKevlar繊維製コーンの代替品を提供する便益を有するだけでなく、特に独特で魅力的な見た目を持つスピーカ振動板を提案する。織繊維体を形成するために織られる繊維の長尺物は、振動板の表面が局所レベルにおいて(例えば、マイクロメートルまたはミリメートルの尺度において)滑らかでない幾何形状を有するように、互いに内外に織り合わせられる。滑らかでない幾何形状とは、所与の(振動板の軸または前方方向に対する)入射角で受けられた入射光を金属被覆が振動板上の比較的接近した箇所間で著しく異なる方向に反射することを意味する。外側の金属表面は、例えば表面がより光沢のない外観とは対照的に鏡様の外観を有するように、主に鏡面的反射面(specularly reflective surface)であることが好ましい。したがって、振動板は、自然光であろうと異なる光源からの光であろうと、光で照らされると、魅力的なきらめく外観か、さもなければ異常に目立つ外観を有し得る。さらに、制振材料が魅力的でない外観および/または経時的な変色の可能性を有し得ることもあり得る。きらきらとして視覚的に目立つ前向きの面を有するスピーカ振動板を使用することは、さもなければより人目を引くであろう後側の制振材料の恐らく魅力的でない外観をマスクするかまたは少なくともそこから注意を逸らすものを提供するという、さらなる利点を有し得る。本発明の他の態様では、織繊維体は、金属被覆された非金属繊維材料の形態をなしていないがなおも便益を提供する材料で形成され得る。 Potential that you do not need to use Kevlar, which is expensive and has limitations on how it can be presented (especially keeping in mind that Kevlar's natural color is cream yellow). It is possible to make speaker diaphragms using such metal-coated non-metal fiber materials that perform well, if not better, than B & W's Kevlar cones, which have the advantages of. The present invention not only has the benefit of providing an alternative to the prior art Kevlar fiber cones, but also proposes a speaker diaphragm with a particularly unique and attractive appearance. Elongates of fibers woven to form woven fibers are woven in and out of each other so that the surface of the diaphragm has a non-smooth geometry at the local level (eg, on a micrometer or millimeter scale). Be done. Non-smooth geometry means that the incident light received at a given angle of incidence (relative to the axis or forward of the diaphragm) is reflected by the metal coating in significantly different directions between relatively close locations on the diaphragm. Means. The outer metal surface is preferably a specularly reflective surface, eg, such that the surface has a mirror-like appearance as opposed to a less glossy appearance. Thus, a diaphragm, whether natural light or light from a different light source, can have an attractive shimmering appearance or an unusually noticeable appearance when illuminated by light. In addition, the damping material may have an unattractive appearance and / or the potential for discoloration over time. The use of speaker diaphragms with a glittering, visually noticeable, forward-facing surface masks or at least from there the perhaps unattractive appearance of the rear damping material, which would otherwise be more eye-catching. It may have the additional advantage of providing something that distracts. In another aspect of the invention, the woven fiber may be formed of a material that is not in the form of a metal-coated non-metal fiber material but still provides benefits.

重要であるが必ずしも必須とは限らない本発明の別の態様によれば、制振材料の層の質量は、織繊維体の質量を25%超上回る。意外にも、比較的高い制振材料の層の質量と織繊維体の質量との比率を有することにより本発明の実施形態において改善された音響性能が提供され得ることが分かった。6インチの駆動ユニットに関する、本発明の一実施形態では、織繊維体の質量および制振材料の質量は、それぞれ3グラムおよび5グラムとされ得る。比較として、(従来技術の)6インチのB&WのKevlarコーンの織繊維体の質量および制振材料の質量は、それぞれ6グラムおよび1グラムである。したがって、B&WのKevlarコーンは、制振材料が構造よりも制振を提供するために加えられていて、織繊維体によって提供される若干の最低レベルの剛性および構造的支持を有する。本発明のこの態様の実施形態では、制振材料の特性は、振動板の物理的構造および音響性能においてはるかに大きい役割を果たし、織繊維体は、より小さい役割を果たす。本発明の織繊維体の主要な役割とされ得る1つの役割は、織繊維体が、振動板の大部分を形成する制振材料を支持するための基材またはスケルトン構造として働くことであり得る。織繊維体の第2の役割とされ得る1つの役割は、織繊維体が、見た目に美しい前向きの面を提供することであり得る。 According to another aspect of the invention, which is important but not always essential, the mass of the layer of damping material exceeds the mass of the woven fiber by more than 25%. Surprisingly, it has been found that having a relatively high ratio of the mass of the damping material layer to the mass of the woven fiber can provide improved acoustic performance in the embodiments of the present invention. In one embodiment of the invention for a 6 inch drive unit, the mass of the woven fiber and the mass of the vibration damping material can be 3 grams and 5 grams, respectively. By comparison, the mass of the woven fiber of a 6-inch B & W Kevlar cone (in the prior art) and the mass of the anti-vibration material are 6 grams and 1 gram, respectively. Thus, B & W Kevlar cones have damping material added to provide damping rather than structure and have some of the lowest levels of stiffness and structural support provided by the woven fiber. In embodiments of this aspect of the invention, the properties of the damping material play a much greater role in the physical structure and acoustic performance of the diaphragm, with the woven fiber playing a smaller role. One role that may be the main role of the woven fiber of the present invention may be that the woven fiber acts as a substrate or skeleton structure to support the damping material that forms most of the diaphragm. .. One role that may be the second role of the woven fiber is that the woven fiber provides a aesthetically pleasing positive surface.

上述のように、B&WのKevlarコーンの設計(比較的薄い制振材料の層のみを支持する後向きの面を有する織繊維体を備える)との関連で従来推奨されるのよりも遙かに多い比較的大量の制振材料を有することが、驚くほど有益であり得ることが分かった。制振材料の層の質量は、織繊維体の質量を50%超上回ってもよい。制振材料の層は、織繊維体の少なくとも2倍の質量があってもよい。制振材料の層の質量は、例えば、100〜500g/m2の範囲内であってもよい。織繊維体の質量は、制振材料の層の質量の25%から80%の間であってもよい。 As mentioned above, much more than previously recommended in the context of B &W's Kevlar cone design, which includes a woven fiber with a backward facing surface that supports only a layer of relatively thin damping material. It has been found that having a relatively large amount of damping material can be surprisingly beneficial. The mass of the layer of damping material may exceed the mass of the woven fiber by more than 50%. The layer of damping material may have at least twice the mass of the woven fiber. The mass of the layer of damping material may be, for example, in the range of 100 to 500 g / m 2. The mass of the woven fiber may be between 25% and 80% of the mass of the layer of damping material.

制振材料の層の厚さは、織繊維体の厚さを上回ってもよい。制振材料の層の厚さは、例えば0.2mmを上回ってもよい。制振材料の層の厚さは、0.5mm未満であってもよい。
織繊維体は、振動板の前向きの音放射面を形成してもよい。制振材料の層は、振動板の後向きの面を形成してもよい。したがって、振動板がサンドイッチ構造の形態をなしている場合にあり得るように、振動板の後向きの面上に織繊維体が存在しないこともある。
制振層は、単一構造であってもよい。制振層は、一様な組成を有するモノリシック構造であってもよい。したがって、制振層は、その構造内に繊維材料をほとんど、また好ましくは全く有さないようなものであってもよい。
上述のように、いくつかの実施形態では、織繊維体は、非金属繊維材料から作られる場合もある。繊維製本体は、金属被覆された繊維で形成されてもよい。金属被覆された繊維で織繊維体が形成される場合、金属被覆の厚さは、10μm未満の厚さであってもよい。金属被覆は、1μm未満の厚さであってもよい。
The thickness of the layer of the damping material may exceed the thickness of the woven fiber body. The thickness of the layer of the damping material may exceed, for example, 0.2 mm. The thickness of the layer of damping material may be less than 0.5 mm.
The woven fiber body may form a forward sound emitting surface of the diaphragm. The layer of damping material may form a rearward surface of the diaphragm. Therefore, the woven fiber body may not be present on the rearward surface of the diaphragm, as may be the case when the diaphragm is in the form of a sandwich structure.
The damping layer may have a single structure. The damping layer may have a monolithic structure having a uniform composition. Therefore, the damping layer may be such that it has little or preferably no fibrous material in its structure.
As mentioned above, in some embodiments, the woven fiber may be made from a non-metal fiber material. The fiber body may be made of metal-coated fibers. When the woven fiber body is formed of the metal-coated fibers, the thickness of the metal coating may be less than 10 μm. The metal coating may have a thickness of less than 1 μm.

織繊維体は、繊維および樹脂を含むことができ、例えば、硬化樹脂基質内に(少なくとも部分的に)取り込まれた繊維を含むことができる。樹脂は、フェノール樹脂であってもよい。樹脂は、織繊維体の剛性に寄与し得る。したがって、樹脂は、補強用樹脂の形態をなし得る。繊維製本体および樹脂は、複合材構造の形態をなし得る。
少なくとも部分的に金属製である繊維で織繊維体が形成される場合、金属部分は、ラッカーの層によって保護されてもよい。ラッカーの層は、織繊維材料の剛性に寄与し得る。ラッカーに加えて補強用樹脂を使用することにより繊維材料がさらに補強される場合、織繊維材料の単位面積当たりに、より少ない補強用樹脂を使用することが可能であり得る。ラッカーは、好ましくは半透明であり、透き通った色、例えば実質的に透明であってもよい。樹脂の単位面積当たり質量は、ラッカーの単位面積当たり質量を5倍以下だけ上回ってもよい。樹脂およびラッカーの単位面積当たり質量は、合わせて20〜60g/m2の範囲内であってもよい。
Woven fibers can include fibers and resins, for example fibers that are (at least partially) incorporated into a cured resin substrate. The resin may be a phenol resin. The resin can contribute to the rigidity of the woven fiber body. Therefore, the resin can be in the form of a reinforcing resin. The fibrous body and resin can be in the form of a composite structure.
The metal part may be protected by a layer of lacquer if the woven fiber body is formed of fibers that are at least partially made of metal. The layer of lacquer can contribute to the rigidity of the woven fiber material. If the fibrous material is further reinforced by using a reinforcing resin in addition to the lacquer, it may be possible to use less reinforcing resin per unit area of the woven fiber material. The lacquer is preferably translucent and may have a clear color, eg, substantially transparent. The mass per unit area of the resin may exceed the mass per unit area of the lacquer by 5 times or less. The total mass of the resin and the lacquer per unit area may be in the range of 20 to 60 g / m 2.

振動板は、平坦な形状であってもよい。振動板は、全体的に円錐の形状を有してもよい。振動板は、少なくとも約50mmの直径を有してもよい。振動板は、約200mm以下の直径を有してもよい。
織繊維体は、ガラス繊維材料で形成されてもよい。ガラス繊維は容易に入手することができかつ比較的安価であるが、典型的には透明であり、したがって、光が織繊維材料の一方の側からガラスを介して他方の側へ伝えられることを可能にする。織繊維体の後向きの面上の制振材料へおよび/または制振材料から光を通過させることが不都合な場合もあり、そのような場合では、ガラス繊維は、最良の材料の選択を示すものではないと受け取られ得る。しかし、上記で提案された金属被覆によって提供されるような不透明な被覆でガラス繊維材料が覆われると、そのような潜在的な欠点は、緩和されるかまたは克服され得る。
The diaphragm may have a flat shape. The diaphragm may have an overall conical shape. The diaphragm may have a diameter of at least about 50 mm. The diaphragm may have a diameter of about 200 mm or less.
The woven fiber body may be formed of a glass fiber material. Glass fibers are readily available and relatively inexpensive, but are typically transparent, thus allowing light to be transmitted from one side of the woven fiber material to the other side through the glass. enable. In some cases it may be inconvenient to allow light to pass through and / or from the damping material on the backward surface of the woven fiber, in which case the fiberglass indicates the best material choice. Can be perceived as not. However, if the fiberglass material is covered with an opaque coating as provided by the metal coating proposed above, such potential drawbacks can be mitigated or overcome.

織繊維体は、比較的規則的なウィーブを有し得る。例えば、単位面積当たりのスレッド長尺物の密度は、振動板の表面にわたって実質的に一定であってもよい。他の材料の長尺物と内外に織り合わさる単一の材料の長尺物を一緒に形成する繊維の集まりは、この文脈においてはそれ自体が単一のスレッドと見なされ得る。
振動板の繊維製本体の織りの性質は、材料の長尺物が互いに内外に織り進んで本体を形成するようなものであり得る。隣り合った材料の長尺物間に、隙間が存在し得る。織繊維体は、そのような隙間のアレイを画定し得る。隙間のアレイは、典型的には比較的複雑な3次元の幾何形状を有し、また典型的には規則的なアレイではないことが、理解されるであろう。各隙間は、典型的には別の隣り合った繊維の対と交差する隣り合った繊維の対によって形成されるが、少なくとも50μm、好ましくは少なくとも100μmの最大寸法を有し得る。そのように画定された隙間の実質的に全てを制振材料が埋めてもよい。
The woven fiber body may have a relatively regular weave. For example, the density of thread lengths per unit area may be substantially constant across the surface of the diaphragm. A collection of fibers that together form an elongate of a single material that is interwoven in and out of an elongate of another material can itself be considered a single thread in this context.
The weaving nature of the fibrous body of the diaphragm can be such that long objects of material weave into and out of each other to form the body. There may be gaps between adjacent long objects of material. The woven fiber body can define an array of such gaps. It will be appreciated that the gap array typically has a relatively complex three-dimensional geometry and is typically not a regular array. Each gap is typically formed by a pair of adjacent fibers that intersect with another pair of adjacent fibers, but can have a maximum dimension of at least 50 μm, preferably at least 100 μm. The damping material may fill substantially all of the gaps so defined.

制振材料は、1kHzから8kHzの間の周波数において少なくとも0.25の動的損失率を有し得る。例えば、制振材料は、3kHzから6kHZの間の周波数において少なくとも0.5の動的損失率を有し得る。損失率は、振動板の動作周波数の範囲内の周波数において0.75より大きくてもよい。そのような制振材料は、さもなければ振動板の振動がブレークアップを始める(すなわち、単純なピストン様の挙動から逸脱する)可能性のある周波数において、特に強力な制振を実現し得る。制振材料は、エラストマー材料であってもよい。制振材料は、合成樹脂の形態であってもよい。制振材料は、適切なポリマーの形態であってもよい。ビニルポリマーが適切である場合もある。制振材料は、PVA(ポリ酢酸ビニル)材料などの高減衰ポリマー材料であってもよい。そのような材料の経時的な変色は、ハイファイスピーカ振動板でのそれらの材料の使用が、通常の使用では目に見えない領域に通常は限定されることを意味している。したがって、金属被覆された繊維材料製本体により制振材料が有益にマスクされるか隠されるかまたは他の方法で偽装される、本発明の実施形態が存在し得る。 The damping material can have a dynamic loss rate of at least 0.25 at frequencies between 1 kHz and 8 kHz. For example, damping material can have a dynamic loss rate of at least 0.5 at frequencies between 3 kHz and 6 kHz. The loss rate may be greater than 0.75 at frequencies within the operating frequency range of the diaphragm. Such damping materials can provide particularly strong damping at frequencies where the vibration of the diaphragm can otherwise begin to break up (ie, deviate from simple piston-like behavior). The damping material may be an elastomer material. The damping material may be in the form of a synthetic resin. The damping material may be in the form of a suitable polymer. Vinyl polymers may be appropriate. The damping material may be a high damping polymer material such as a PVA (polyvinyl acetate) material. The discoloration of such materials over time means that their use in hi-fi speaker diaphragms is usually limited to areas that are not visible in normal use. Accordingly, there may be embodiments of the invention in which the damping material is beneficially masked or concealed or otherwise disguised by a metal-coated fibrous body.

制振材料の厚さは、制振材料が支持される後向きの面の、実質的に全範囲とまではいかなくとも大部分にわたって、実質的に一定であってもよい。繊維の織りの性質およびウィーブにおける任意の隙間からもたらされる、厚さにおけるわずかな変化は、この文脈においては考慮されるべきではないことが理解されるであろう。なぜならば、関連する振動板の肉眼的形状に関連するものとして見られるものは、制振層の厚さであるからである(したがって、繊維の織りの性質が寄与する振動板の幾何形状の変化は平坦化する/無視する)。しかし、制振材料の厚さは、特定の箇所で、例えば、ブレークアップが認められる振動の交点/節線の領域においてまたはその領域内で、より厚くなるように選択されてもよい。したがって、後向きの面と制振材料との間の異なる接触部位における制振材料の(中間の)平均厚さを10%超上回る、制振材料の(中間の)平均厚さがある、後向きの面と制振材料との間の接触領域の面積の10%超を示す(また、全接触面積の10%超を示す)領域が存在する場合もある。制振材料の厚さは、振動板の直径の少なくとも5%にわたって径方向に距離を増すにつれて単調に変化してもよい。 The thickness of the damping material may be substantially constant, if not substantially, over most, if not all, of the backward surface on which the damping material is supported. It will be appreciated that slight changes in thickness resulting from the weaving properties of the fibers and any gaps in the weave should not be considered in this context. This is because what is seen as related to the macroscopic shape of the associated diaphragm is the thickness of the damping layer (thus, the change in diaphragm geometry contributed by the weaving properties of the fibers). Flatten / ignore). However, the thickness of the damping material may be selected to be thicker at specific points, for example, in or within the region of intersections / nodes of vibration where breakups are observed. Therefore, there is a (middle) average thickness of the damping material, which is more than 10% greater than the (intermediate) average thickness of the damping material at different contact areas between the facing surface and the damping material, the backward facing. There may be a region that represents more than 10% of the area of contact between the surface and the damping material (and more than 10% of the total contact area). The thickness of the damping material may vary monotonically with increasing distance radially over at least 5% of the diameter of the diaphragm.

本発明の別の態様によれば、例えば本明細書で説明または主張されるスピーカ振動板として使用するための、スピーカ振動板を製造する方法も提供される。そのような方法は、回転され得る織繊維体に液状制振材料を塗布するステップを含み得る。織繊維体を回転させることは、液状制振材料の均一な塗布を促進するのに役立ち得る。織繊維体は、後向きの面上に液状制振材料を(例えば、渦巻きパターンで)最初に堆積させるときに、比較的遅い角速度、例えば100rpm未満で回転され得る。続いて、後向きの面上への液状制振材料の均一な塗布を促進するために織繊維体を回転させるときに、織繊維体は、比較的速い角速度、例えば約100rpm〜1000rpm)の間の速度で回転され得る。織繊維体は、比較的速い角速度で回転させるステップ時に、500rpm超で回転されてもよい。比較的速い角速度で回転させるプロセスは、約100rpmから500rpmの間の第1の速度で回転させる第1のステップと、次いで第1の角速度よりも50%超速く好ましくは500rpmよりも速い第2の角速度で回転させる第2のステップとを含み得る。 According to another aspect of the invention, there is also provided a method of manufacturing a speaker diaphragm for use, for example, as the speaker diaphragm described or claimed herein. Such a method may include applying a liquid damping material to a woven fiber that can be rotated. Rotating the woven fiber can help promote uniform application of the liquid damping material. The woven fiber body can be rotated at a relatively slow angular velocity, such as less than 100 rpm, when the liquid damping material is first deposited on the backward surface (eg, in a swirl pattern). Subsequently, when the woven fiber is rotated to promote uniform application of the liquid damping material onto the rearward surface, the woven fiber is at a relatively high angular velocity, eg, about 100 rpm to 1000 rpm). Can be rotated at speed. The woven fiber body may be rotated above 500 rpm during the step of rotating at a relatively high angular velocity. The process of rotating at a relatively high angular velocity is a first step of rotating at a first speed between about 100 rpm and 500 rpm, followed by a second step that is more than 50% faster than the first angular velocity and preferably faster than 500 rpm. It may include a second step of rotating at an angular velocity.

制振材料が液状物質から固形(非流動)物質に変わるように制振材料を硬化させるステップが存在し得る。液状の制振材料は、エマルジョン、例えば水ベースのエマルジョンの形態で塗布され得る。制振材料を硬化させるステップは、摂氏100度未満の温度で行われ得る。制振材料がPVA材料の水ベースのエマルジョンなどの水分を含む場合、比較的低温での硬化が重要とされ得る。PVA層は、摂氏40度から80度の間で硬化され得る。
本方法は、非金属繊維材料で形成された織繊維体を有するスピーカ振動板を作製するために行われ得る。スピーカ振動板を製造する方法は、例えば織繊維体の非金属繊維材料に金属被覆を付着させるステップを含み得る。金属被覆を付着させるステップは、蒸着法を用いて行われ得る。
There may be a step to cure the damping material so that it changes from a liquid material to a solid (non-fluid) material. The liquid damping material can be applied in the form of an emulsion, eg, a water-based emulsion. The step of curing the damping material can be performed at a temperature below 100 degrees Celsius. If the damping material contains moisture, such as a water-based emulsion of PVA material, curing at a relatively low temperature may be important. The PVA layer can be cured between 40 and 80 degrees Celsius.
This method can be performed to make a speaker diaphragm having a woven fiber body made of a non-metal fiber material. The method of manufacturing a speaker diaphragm may include, for example, a step of attaching a metal coating to a non-metal fiber material of a woven fiber body. The step of adhering the metal coating can be performed using a thin film deposition method.

本発明の別の態様によれば、特許請求の範囲に記載のまたは本明細書で説明される本発明の任意の態様による振動板を含む、スピーカ駆動ユニットも提供される。そのようなスピーカ駆動ユニットは、ハイファイスピーカのための中域駆動ユニットとして使用するために構成され得る。スピーカ駆動ユニットは、20Hzの周波数を含む周波数帯にわたる動作範囲を有し得る。スピーカ駆動ユニットは、少なくとも6kHz、場合により少なくとも8kHzの高さに及ぶ周波数帯にわたる動作範囲を有し得る。例えば、動作範囲は、200Hz〜5kHzを含んでもよい。スピーカ駆動ユニットの振動板が80mm未満の直径を有する場合、駆動ユニットが、少なくとも10kHz、場合により少なくとも15kHzの高さに及ぶ周波数帯にわたる動作範囲を有することもあり得る。 According to another aspect of the invention, there is also provided a speaker drive unit comprising a diaphragm according to any aspect of the invention described in the claims or described herein. Such a speaker drive unit may be configured for use as a midrange drive unit for a hi-fi speaker. The speaker drive unit may have an operating range over a frequency band including a frequency of 20 Hz. The speaker drive unit may have an operating range over a frequency band spanning a height of at least 6 kHz, and optionally at least 8 kHz. For example, the operating range may include 200 Hz to 5 kHz. If the diaphragm of the speaker drive unit has a diameter of less than 80 mm, the drive unit may have an operating range over a frequency band spanning a height of at least 10 kHz, and optionally at least 15 kHz.

本発明のさらに別の態様によれば、特許請求の範囲に記載のまたは本明細書で説明される本発明の任意の態様によるスピーカ駆動ユニットを含む、スピーカ筐体も提供される。
当然ながら、本発明の1つの態様に関して説明された特徴は本発明の他の態様に組み込まれ得ることが、理解されるであろう。例えば、本発明の方法は、本発明の装置に関して説明された特徴のいずれかを含むことができ、その逆も同様である。
次に、単なる例として、添付の概略的な図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
According to yet another aspect of the invention, there is also provided a speaker enclosure comprising a speaker drive unit according to any aspect of the invention described in the claims or described herein.
Of course, it will be appreciated that the features described with respect to one aspect of the invention may be incorporated into other aspects of the invention. For example, the methods of the invention can include any of the features described with respect to the apparatus of the invention and vice versa.
Next, as a mere example, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying schematic drawings.

本発明の第1の実施形態による織繊維コーンを組み込んだスピーカ筐体の斜視図である。It is a perspective view of the speaker housing which incorporated the woven fiber cone by 1st Embodiment of this invention. 図1の織繊維コーンの繊維の方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the fiber of the woven fiber cone of FIG. 図1のコーンの側面図である。It is a side view of the cone of FIG. 図1の織繊維コーンの一部分の拡大図を含む図である。It is a figure including the enlarged view of a part of the woven fiber cone of FIG. 図4の線A−Aによって表される平面に沿った、図4に示された織繊維コーンの一部分の断面図である。It is sectional drawing of the part of the woven fiber cone shown in FIG. 4 along the plane represented by line AA of FIG. 図5の材料の長尺物のうちの1つの拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of one of the long objects of the material of FIG. 図1のスピーカの音響性能と従来技術の同等のスピーカとを比較した周波数応答曲線を示す図である。It is a figure which shows the frequency response curve which compared the acoustic performance of the speaker of FIG. 1 with the equivalent speaker of the prior art. 図1のスピーカの音響性能と従来技術の同等のスピーカとを比較した周波数応答曲線を示す図である。It is a figure which shows the frequency response curve which compared the acoustic performance of the speaker of FIG. 1 with the equivalent speaker of the prior art. 本発明の第2の実施形態による製造法を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the manufacturing method by 2nd Embodiment of this invention.

図1は、全体的に立方形のキャビネット4の形態をなすハイファイスピーカ筐体2を示す。キャビネット4は、中域/低域の駆動ユニット6、およびツイータ8を収容する。スピーカは、前向きのポート10によって通気される。駆動ユニット6は、(図1に示されるように)正面から見たときに全体的に凹状の形状を有する、コーン形状の振動板12を備える。振動板は、約150mmの直径(6インチ駆動ユニット)を有し、かつ、20Hz〜6kHzの範囲の周波数にわたって動作する。振動板は、図2および3に概略的に示されるように織繊維コーンから形成され、図2および3は、それぞれ正面図および側面図としてコーンを示す。したがって、互いにほぼ平行に延びる隣り合った繊維の長尺物14が存在し、これらの繊維の長尺物14は、それらに対して横に延びる他の対応する隣り合った繊維の長尺物の内外に織り進んで、織りマットを形成する。繊維材料の長尺物14は、湾曲しかつ互いに異なる角度で交差して、振動板の所望の(凹状の)円錐形状を画定する。振動板12は、前向きの音放射面と、制振材料を支持する、後向きの面とを画定する。図2は、繊維の長尺物14のうちのいくつかのみの長さ方向の範囲を示し、振動板12の繊維の長尺物が有する非直線形状が示されている。 FIG. 1 shows a hi-fi speaker housing 2 in the form of a cubic cabinet 4 as a whole. The cabinet 4 houses the mid-range / low-range drive unit 6 and the tweeter 8. The speaker is ventilated by the forward facing port 10. The drive unit 6 includes a cone-shaped diaphragm 12 that has an overall concave shape when viewed from the front (as shown in FIG. 1). The diaphragm has a diameter of about 150 mm (6 inch drive unit) and operates over frequencies in the range of 20 Hz to 6 kHz. The diaphragm is formed from woven fiber cones as schematically shown in FIGS. 2 and 3, with FIGS. 2 and 3 showing the cones as front and side views, respectively. Thus, there are adjacent fiber strips 14 extending substantially parallel to each other, and these fiber strips 14 are other corresponding adjacent fiber strips extending laterally to them. Weave in and out to form a woven mat. The lengths 14 of the fibrous material are curved and intersect each other at different angles to define the desired (concave) conical shape of the diaphragm. The diaphragm 12 defines a forward-facing sound emitting surface and a backward-facing surface that supports the damping material. FIG. 2 shows the range in the length direction of only some of the long fibers 14 and shows the non-linear shape of the long fibers of the diaphragm 12.

コーン形状の振動板12の全体的に凹状の形状は、中心軸12aの周りに360度延在する壁によって形成され、壁16は横断面で見たときにゆるやかに湾曲している凸形状を有することが、図3から分かるであろう。図3はまた、振動板の(図1にも見られる)前向きの音放射面22と、後向きの面24とを示す。
図4は、コーン12、およびその一部分の拡大図18を示す。図4から分かるであろうように、それぞれの繊維の長尺物14は、所与の方向に延びている概ね平行に隣り合った繊維の長尺物14間に空間20が存在するように、比較的粗い織りで織り合わせられている。図5は、3本の平行な繊維材料の長尺物14の断面を非常に概略的に示し、この断面は、図4に示された線A−Aに沿ったものである。前向きの音放射面22が図5の上部に位置する一方で、後向きの面24は、図5の下部に位置する。織りガラス繊維材料の層は、約0.2mm〜0.3mmの厚さTfを有する。振動板の後向きの面24は、制振材料の層25を支持し、制振材料の層25は、織られた繊維の長尺物14間の空間20を埋める。制振材料は、硬化PVAポリマーの形態をなし、約240g/m2の質量を有する。制振材料は、約0.2mm〜0.3mmである、ガラス繊維層の厚さTfとそれほど違わない平均厚さTdを有する。硬化PVA層25は、繊維材料の長尺物14間の隙間20を埋め、したがって、シーラントとしての働きをする(コーンは、シーラントなしでは穴だらけになるであろう)。
The overall concave shape of the cone-shaped diaphragm 12 is formed by a wall extending 360 degrees around the central axis 12a, and the wall 16 has a convex shape that is gently curved when viewed in cross section. It will be seen from FIG. FIG. 3 also shows a forward facing sound emitting surface 22 (also seen in FIG. 1) and a rear facing surface 24 of the diaphragm.
FIG. 4 shows an enlarged view 18 of the cone 12 and a part thereof. As can be seen from FIG. 4, each fiber strip 14 has a space 20 between the substantially parallel adjacent fiber strips 14 extending in a given direction. It is woven with a relatively coarse weave. FIG. 5 shows a very schematic cross section of a long piece 14 of three parallel fibrous materials, which cross section is along line AA shown in FIG. The forward-facing sound emitting surface 22 is located at the top of FIG. 5, while the rear-facing surface 24 is located at the bottom of FIG. The layer of woven glass fiber material has a thickness Tf of about 0.2 mm to 0.3 mm. The rearward surface 24 of the diaphragm supports the layer 25 of the damping material, which fills the space 20 between the strips 14 of the woven fibers. The damping material is in the form of a cured PVA polymer and has a mass of about 240 g / m 2. The damping material has an average thickness Td of about 0.2 mm to 0.3 mm, which is not so different from the thickness Tf of the glass fiber layer. The cured PVA layer 25 fills the gaps 20 between the lengths 14 of the fibrous material and thus acts as a sealant (the cone would be full of holes without the sealant).

単一の繊維材料の長尺物14が、図6に断面図で示されている。繊維材料の長尺物は、スレッド28を形成するために平行に配置された個々のガラス繊維26(図6では個別に示されていない)の集まりを含む。織りガラス繊維は、約120g/m2(乾燥時)の質量密度を持つ開いたウィーブを有する。
繊維の長尺物14間の隙間20は、約400〜500μmの幅を有する。スレッド28を形成する繊維26は、樹脂基質30に埋設され、樹脂基質30は、その外表面がアルミニウムの薄層32で被覆され、アルミニウムの薄層32は、ラッカーの層34によって保護される。単位面積当たりに使用される樹脂の量は、単独では、ガラス繊維層に望ましい剛性を提供するのに理想的に必要とされる量に満たない。しかし、ラッカーの層34は、織繊維材料の剛性に寄与し、かつ、樹脂よりも少ないがそれでも同程度ではある単位面積当たりの質量を有する。樹脂とラッカーとを合わせた単位面積当たりの質量は、個々の用途にもよるが、典型的には20〜60g/m2の範囲内になる。(したがって、樹脂およびラッカーを含む織りガラス繊維は、約160gm2±20g/m2程度の質量密度を有する)。アルミニウムの層32は、厚さが約0.1μmであり、したがって、振動板の他の構成要素材料の質量に比べて無視できるほどの質量を有する。アルミニウムの層32の存在は、不透明性を提供し、この不透明性なしでは、ガラス繊維スレッドの後側のPVA層25および/またはガラス繊維スレッドの周りの樹脂基質30は、所望されるであろうよりもより多くの光に曝されかつ/またはより目に見えるようになり得る。アルミニウム層32は、銀色の外観を有し、かつ、光沢のある高反射性の外表面をスレッドに提供する。スレッドのウィーブにより、入射光が様々な異なる方向に反射して、輝くまたはきらめく外観を振動板に与える。経糸および緯糸が、様々な形で光を捕らえ、このことも視覚的に目立つ外観に寄与する。さらに、視角のわずかな変化が光の反射の仕方に顕著な影響を与える場合もあり、このこともまた、特に両目で見たときおよび/または観察者と振動板との間に僅かな相対運動を伴って見たときに振動板がスピーカ振動板にとって風変わりな光学的特性および外観を有することにつながる。
A long piece 14 of a single fibrous material is shown in cross section in FIG. The length of the fibrous material comprises a collection of individual glass fibers 26 (not shown individually in FIG. 6) arranged in parallel to form the threads 28. The woven glass fiber has an open weave with a mass density of about 120 g / m 2 (when dried).
The gap 20 between the long fibers 14 has a width of about 400-500 μm. The fibers 26 forming the threads 28 are embedded in the resin substrate 30, the outer surface of the resin substrate 30 is coated with the thin layer of aluminum 32, and the thin layer of aluminum 32 is protected by the layer 34 of the lacquer. The amount of resin used per unit area alone is less than the amount ideally required to provide the desired stiffness for the fiberglass layer. However, the layer 34 of the lacquer contributes to the rigidity of the woven fiber material and has a mass per unit area that is less than that of the resin but still comparable. The combined mass of resin and lacquer per unit area will typically be in the range of 20-60 g / m 2, depending on the individual application. (Therefore, the woven glass fiber containing the resin and the lacquer has a mass density of about 160 gm 2 ± 20 g / m 2). The aluminum layer 32 is about 0.1 μm thick and therefore has a negligible mass compared to the mass of the other component materials of the diaphragm. The presence of layer 32 of aluminum provides opacity, without which the PVA layer 25 behind the glass fiber thread and / or the resin substrate 30 around the glass fiber thread would be desired. Can be exposed to more light and / or become more visible than. The aluminum layer 32 has a silvery appearance and provides the threads with a glossy, highly reflective outer surface. The thread weave reflects the incident light in a variety of different directions, giving the diaphragm a sparkling or shimmering appearance. Warps and wefts capture light in various ways, which also contributes to a visually noticeable appearance. In addition, slight changes in viewing angle can have a significant effect on how light is reflected, which is also a slight relative movement, especially when viewed with both eyes and / or between the observer and the diaphragm. It leads to the diaphragm having eccentric optical properties and appearance for the speaker diaphragm when viewed with.

本明細書で説明される実施形態で使用されるPVA制振材料の量は、機械的共振(ブレークアップとしても説明される)に関して振動板の向上された性能を提供する。機械的共振に適切に対処することは、スピーカ振動板の性能にとって非常に重要である。最大で約500Hzまでの周波数で動作する、より低い周波数のユニットの場合、正しい形状および材料を選択することにより、機械的共振を帯域外にしてコーンを設計することができる。材料比弾性率(密度で割ったヤング係数)は、構造の剛性を定量化するための良好な測定基準である。高比弾性率の材料(アルミニウムまたは炭素繊維など)を選択することにより、コーンブレークアップは、500Hzよりも遙かに引き上げられ、したがって、ユニットは、ピストンのような態様でのみ作動する。中域または低〜中域の駆動ユニットの場合、それらのユニットは例えば20Hz〜6kHzといった広範囲の周波数をカバーしなければならず、そのことがこの(幅広い)帯域でブレークアップを示さないコーンを設計することをより困難にするので、問題に対処するのはそう簡単ではない。動作の周波数範囲におけるブレークアップモードに関する問題を緩和するために、従来技術の振動板のKevlarウィーブの非等方性の性質および他の機械的特性が使用されてきた。 The amount of PVA damping material used in the embodiments described herein provides improved performance of the diaphragm with respect to mechanical resonance (also referred to as breakdown). Proper handling of mechanical resonance is very important for the performance of the speaker diaphragm. For lower frequency units operating at frequencies up to about 500 Hz, the correct shape and material can be used to design the cone with mechanical resonance out of band. Material modulus (Young's modulus divided by density) is a good measure for quantifying the stiffness of a structure. By choosing a material with a high modulus of elasticity (such as aluminum or carbon fiber), the cone breakup is raised far above 500 Hz, so the unit operates only in a piston-like manner. For mid-range or low-to-mid range drive units, those units must cover a wide range of frequencies, for example 20Hz to 6kHz, which designs cones that do not show breakup in this (wide) band. Dealing with the problem is not so easy, as it makes it more difficult to do. The anisotropic nature and other mechanical properties of the Kevlar weave of prior art diaphragms have been used to alleviate problems with breakup modes in the operating frequency range.

図7は、正弦入力信号の周波数(x軸に沿う)を高めながら振動板の外径の平面から1メートルの距離にある第1の実施形態の振動板の軸に沿ったマイクロホン位置によって測定した音圧レベル(y軸に沿う)のグラフとして、周波数応答曲線50を示す。比較できるように、同等の直径のB&WのKevlarコーンを使用したスピーカの対応する周波数応答曲線52もグラフに示されており、このスピーカは、その他の点ではあらゆる点で一致する。図7のグラフの一部分54が、図8の拡大図に示されている。B&WのKevlarコーンの周波数応答曲線52は、200Hz〜6kHzの範囲にわたって比較的平坦であるが、さらなる改良の余地があることが、図7および8から分かるであろう。PVAベースの制振材料は、制振を実現するために(従来技術の)Kevlar振動板で既に使用されているが、本実施形態は、Kevlarから作られるものよりも、はるかに多くの量をガラス繊維織りコーンと併せて提案する。驚かれると思うが、Kevlar繊維の代わりにガラス繊維を使用することは、はるかに大量のPVA材料の使用を伴ったときに、より良好な結果を得ることができる。したがって、第1の実施形態の振動板の周波数応答(図8の曲線50を参照)はKevlar振動板の周波数応答(図8の曲線52を参照)よりも優れていることが、分かるであろう。Kevlar振動板の周波数応答は、3.5kHzおよび5kHzのあたりに2つのピーク56を有するが、第1の実施形態の振動板の周波数応答は、そのような周波数においてより平坦である。第1の実施形態の振動板の周波数応答(図8の曲線50を参照)は、より低い周波数においてKevlar振動板の周波数応答(図8の曲線52を参照)と同程度に平坦であることも、図7から分かるであろう。 FIG. 7 is measured by the microphone position along the axis of the vibrating plate of the first embodiment at a distance of 1 meter from the plane of the outer diameter of the vibrating plate while increasing the frequency (along the x-axis) of the sinusoidal input signal. The frequency response curve 50 is shown as a graph of the sound pressure level (along the y-axis). For comparison, the corresponding frequency response curve 52 for speakers using B & W Kevlar cones of comparable diameter is also shown in the graph, which is otherwise consistent in all respects. A portion 54 of the graph of FIG. 7 is shown in the enlarged view of FIG. It can be seen from FIGS. 7 and 8 that the frequency response curve 52 of the B & W Kevlar cone is relatively flat over the range of 200 Hz to 6 kHz, but there is room for further improvement. PVA-based damping materials have already been used in Kevlar diaphragms to achieve damping, but this embodiment uses much larger amounts than those made from Kevlar. Proposed in conjunction with glass fiber woven cones. Surprisingly, the use of fiberglass instead of Kevlar fiber can give better results when accompanied by the use of much larger amounts of PVA material. Therefore, it will be found that the frequency response of the diaphragm of the first embodiment (see curve 50 in FIG. 8) is superior to the frequency response of the Kevlar diaphragm (see curve 52 in FIG. 8). .. The frequency response of the Kevlar diaphragm has two peaks 56 around 3.5 kHz and 5 kHz, but the frequency response of the diaphragm of the first embodiment is flatter at such frequencies. The frequency response of the diaphragm of the first embodiment (see curve 50 in FIG. 8) may be as flat as the frequency response of the Kevlar diaphragm (see curve 52 in FIG. 8) at lower frequencies. , As can be seen from FIG.

PVA材料などの、使用される高減衰ポリマー材料の種類は、対象となる周波数帯(上記の第1の実施形態では、3.5kHz前後および5kHz前後)において高い動的損失率(0.5超)を提示し得る。動的損失率は、DMTA(動的熱機械分析)試験によって測定することができる。そのような試験は、便宜上摂氏25度で行われる。 The type of high attenuation polymer material used, such as PVA material, has a high dynamic loss rate (> 0.5 kHz in the first embodiment above) in the frequency band of interest (around 3.5 kHz and around 5 kHz in the first embodiment above). ) Can be presented. The dynamic loss rate can be measured by the DMTA (Dynamic Thermomechanical Analysis) test. Such tests are carried out at 25 degrees Celsius for convenience.

図9は、本発明の第2の実施形態による方法を示す流れ図である。したがって、第1のステップ162として、ディスク形状の織りガラス繊維マットが提供され、ここでは、整列されたガラス繊維の束の長尺物114が織られて、繊維材料マットを形成する。次のステップ164として、この繊維材料は、繊維が未硬化の樹脂130で被覆される(また、部分的に予含浸される)(したがって、「プリプレグ」マットを形成する)ように、樹脂で被覆される。次いで、樹脂で被覆されたマットは、得られる樹脂注入ガラス繊維マットの形状を振動板の必要とされるコーン形状にする型を使用して、真空成形型装置(vacuum−forming mould apparatus)で熱処理される。いったん樹脂が硬化されると、製品において、樹脂注入されたガラス繊維の束の長尺物間に隙間120が残る。次いで、次のステップ(図9の囲み166)中、金属蒸着システムが使用されて、繊維の長尺物にアルミニウム被覆132が付着される。次いで、ラッカー吹付けシステムを使用して、金属被覆にラッカー134が付着される(ステップ168)。次いで、以下でより詳細に説明されるコーン回転付着システム(cone−spinning application system)を使用して、材料のコーンの裏面にPVA材料の厚い層125が付着される(ステップ170)。次いで、コーンはトリミングされて、当技術分野における従来通りの方法でスピーカ駆動ユニットに統合される。 FIG. 9 is a flow chart showing the method according to the second embodiment of the present invention. Therefore, as a first step 162, a disc-shaped woven glass fiber mat is provided, in which a long piece 114 of a bundle of aligned glass fibers is woven to form a fiberglass mat. As a next step 164, the fiber material is coated with resin so that the fibers are coated (and partially pre-impregnated) with uncured resin 130 (thus forming a "prepreg" mat). Will be done. The resin-coated mat is then heat-treated in a vacuum-forming molded appartus using a mold that transforms the resulting resin-injected glass fiber mat into the required cone shape of the diaphragm. Will be done. Once the resin is cured, gaps 120 remain in the product between the elongated bundles of resin-injected glass fibers. Then, during the next step (enclosure 166 of FIG. 9), a metal deposition system is used to attach the aluminum coating 132 to the long fiber. The lacquer 134 is then attached to the metal coating using a lacquer spraying system (step 168). A thick layer of PVA material 125 is then attached to the back of the cone of material using the cone-spinning application system, which is described in more detail below (step 170). The cone is then trimmed and integrated into the loudspeaker drive unit in a conventional manner in the art.

コーン回転PVA付着ステップ170の結果は、コーン表面一面に液を広げるために遠心力を使用した、反転したコーンの背面への大量の液状のPVA(水ベースのエマルジョン内に保持されたPVA)の堆積である。これは、以下のように達成される。液(PVA)の連続的な玉が、低速度(1分当たり100回転未満)で回転している材料のコーンの裏面上の渦形経路内に押し出されて堆積する。液をコーン表面上に分散させてコーン上に連続的で切れ目のない液の被覆範囲を作り出すために、空気流が使用される。使用される空気流はまた、PVAを、織繊維材料のウィーブにある隙間の中に押しやる。次いで、コーンは、以下の通りに2段階プロセスにおいて高速度で回転される。回転の第1の段階は、第2の段階に先立ってPVAをコーン全体に均そうとする段階である。回転の第1の段階は、第2の段階が適切に回転するために、非PVAのいかなる島も除去することを目的とする。第1の段階の回転の速度は、約150rpmであり、おおよそ5秒間続く。回転の第2の段階は、約5秒間にわたって750rpmである(しかし、より大径のコーンに対しては、継続時間はより長いことが必要とされ得る)。これらの高速回転の段階は、コーンの表面一面にPVAを均すことに関して驚くべき効果を有し、コーンの全面積にわたってPVAの厚さが比較的一定であるきれいな仕上がりを提供する。次いで、PVAは、それが取り扱われ得るように液を乾燥させるために、また、PVAが流れてその形状を失うリスクを軽減するために、摂氏約65度で早急に硬化される。エマルジョン中の水が沸騰するリスクを軽減するために、比較的低い空気温度(<100℃)が、PVAを硬化させるために使用される。本実施形態では、使用されるPVAポリマーは、5kHz、摂氏25度において、0.5超の損失率を有する。PVA層は、コーンの全質量の2/3(3分の2)を形成するように堆積される。PVA層がコーンの質量の半分を大幅に上回る分を形成するコーンを有することにより、上述のように、特に有益な制振のレベルが提供される。PVA層は、自由層制振システム(free−layer damping system)のように働くが、振動板をシールする働きもする(PVA層なしでは、コーンは穴だらけになるであろう)。 The result of the cone-rotating PVA attachment step 170 is that of a large amount of liquid PVA (PVA retained in a water-based emulsion) to the back of the inverted cone using centrifugal force to spread the liquid over the entire surface of the cone. It is a deposit. This is achieved as follows. A continuous ball of liquid (PVA) is extruded and deposited in a vortex path on the back surface of a cone of material rotating at a low speed (less than 100 revolutions per minute). An air flow is used to disperse the liquid over the surface of the cone to create a continuous, seamless liquid coverage on the cone. The airflow used also pushes PVA into the gaps in the weave of the woven fiber material. The cone is then rotated at high speed in a two-step process as follows. The first stage of rotation is an attempt to level the PVA throughout the cone prior to the second stage. The first stage of rotation aims to remove any islands of non-PVA for the second stage to rotate properly. The speed of rotation in the first stage is about 150 rpm and lasts approximately 5 seconds. The second stage of rotation is 750 rpm over a period of about 5 seconds (although for larger diameter cones, a longer duration may be required). These steps of high speed rotation have a surprising effect on leveling the PVA over the entire surface of the cone, providing a clean finish with a relatively constant PVA thickness over the entire area of the cone. The PVA is then rapidly cured at about 65 degrees Celsius to dry the liquid so that it can be handled and to reduce the risk of PVA flowing and losing its shape. To reduce the risk of boiling water in the emulsion, a relatively low air temperature (<100 ° C.) is used to cure the PVA. In this embodiment, the PVA polymer used has a loss rate of> 0.5 at 5 kHz, 25 degrees Celsius. The PVA layer is deposited to form two-thirds (two-thirds) of the total mass of the cone. Having the cone forming a portion of the PVA layer that is significantly greater than half the mass of the cone provides a particularly beneficial level of damping, as described above. The PVA layer acts like a free-layer damping system, but also serves to seal the diaphragm (without the PVA layer, the cone would be full of holes).

本発明は特定の実施形態に関して説明され図示されたが、本発明は、本明細書で具体的に示されていない多くの異なる変形形態に適していることが、当業者には理解されるであろう。次に、単なる例として、いくつかの可能な変形形態について説明する。
PVA層がコーンの質量の半分を大幅に上回る分を形成するコーンを有することにより特に有益な制振のレベルが提供されることは、上記で述べた。コーンの質量の半分を大きく上回ると判断されるであろうコーンの質量の62.5%以上を形成するPVA層は特に有益であることが、理解されるであろう。
Although the invention has been described and illustrated for a particular embodiment, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention is suitable for many different variants not specifically shown herein. There will be. Next, as a mere example, some possible variants will be described.
It has been mentioned above that a particularly beneficial level of damping is provided by having a cone in which the PVA layer forms significantly more than half the mass of the cone. It will be appreciated that the PVA layer, which forms more than 62.5% of the mass of the cone, which would be determined to be well above half the mass of the cone, is particularly beneficial.

PVA被覆の一定の厚さは、必須ではない。実際には、変化する厚さを有するPVA被覆を提供することに利点がある場合もある。
高い動的損失を有する他の合成樹脂エラストマー材料などのPVA以外の材料が、関連する周波数において高い損失を適切にもたらすのであれば、使用され得る。高い粘性と高いヒステリシスとを有する材料が、適切な代替品になり得る。Barrett Varnish CoによりCone Edge Dampener E−5525として売られているビニル樹脂ベースの熱可塑性材料が、適切な代替品になり得る。別の潜在的な候補は、同じくエマルジョンとして使用可能でありかつ良好な制振特性を示す、PVB(ポリビニルブチル)である。
A constant thickness of PVA coating is not required. In practice, it may be advantageous to provide a PVA coating with varying thickness.
Materials other than PVA, such as other synthetic resin elastomer materials with high dynamic loss, can be used as long as they adequately result in high loss at the relevant frequencies. Materials with high viscosity and high hysteresis can be suitable alternatives. A vinyl resin-based thermoplastic material sold by Barrett Varnish Co as the Cone Edge Dampener E-5525 may be a suitable alternative. Another potential candidate is PVB (polyvinyl butyl), which is also usable as an emulsion and exhibits good damping properties.

回転するコーンを利用するPVA付着法を用いるのではなく、ポリマーは、ポリマーの連続的な層をはけ塗りするか、スポンジングするか、または他の方法で加えることによって、付着されてもよい。必要とされる厚さを得るために、多くの層が必要とされる場合がある。
本明細書において、「織り材料」という用語は(例えば、「織繊維材料」との関連で)、材料の主たる下位構造を形成するスレッド(または材料の長尺物)間に空間を含んだメッシュ様の構造を有するファブリックを形成するために織られるか編まれるかまたは他の方法で連結するように配置される材料のスレッドまたは長尺物から形成される、任意の材料を含む。説明した実施形態では、使用される材料は、織りガラス繊維のファブリックの形態をなすが、他の織り材料または編み材料が使用され得る。例えば、本発明の実施形態は、繊維材料が、アラミド(芳香族ポリアミド)繊維、または例えばKevlarなどの類似の材料から作られる応用を有し得る。
Rather than using the PVA attachment method utilizing a rotating cone, the polymer may be attached by smearing, sponging, or otherwise adding a continuous layer of polymer. .. Many layers may be needed to obtain the required thickness.
As used herein, the term "woven material" (eg, in the context of "woven fiber material") is a mesh containing spaces between threads (or lengths of material) that form the main substructure of the material. Includes any material formed from threads or strips of material that are woven, knitted, or otherwise arranged to connect to form a fabric with a similar structure. In the embodiments described, the material used is in the form of a woven glass fiber fabric, but other woven or knitted materials may be used. For example, embodiments of the invention may have applications in which the fiber material is made from aramid (aromatic polyamide) fibers, or similar materials such as, for example, Kevlar.

織繊維材料の含浸に用いられる樹脂(この樹脂は、補強材料として使用される)は、合成樹脂、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、またはメラミン樹脂であってもよい。しかし、任意の他の柔軟な耐熱性熱硬化樹脂または高温熱可塑性樹脂が使用されてもよい。
上記の説明において、既知の均等物、明らかな均等物、または予測できる均等物を有する完全体(integer)または要素が述べられた場合、そのような均等物は、あたかも個別に記述されているかのように本明細書に組み込まれる。本発明の正確な範囲を決定するために特許請求の範囲が参照されるべきであり、本発明の正確な範囲は、いかなるそのような均等物をも包含すると解釈されるべきである。また、好ましい、有利である、好都合である、などとして説明される本発明の完全体または特徴は、任意選択のものであって、独立請求項の範囲を限定するのもではないことが、読者には理解されるであろう。さらに、そのような任意選択の完全体または特徴は、本発明のいくつかの実施形態では便益をもたらす可能性があるが、他の実施形態では望ましくない場合もあり、したがって存在しない場合もあることが、理解されるべきである。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
1. 前向きの音放射面と後向きの面とを有するスピーカ振動板であって、
前記振動板の形状を形成する制振材料を支持する織繊維体
を備え、
前記制振材料の質量が、前記織繊維体の質量を25%超上回る、
スピーカ振動板。
2. 前記織繊維体が、金属被覆された非金属繊維材料で形成される、上記1に記載のスピーカ振動板。
3. 前記金属被覆の厚さが、1μm未満である、上記2に記載のスピーカ振動板。
4. 前記織繊維体が、前記織繊維体の剛性に寄与する樹脂を含み、
前記金属被覆が、ラッカーで被覆され、前記ラッカーも、前記織繊維材料の剛性に寄与し、
前記樹脂の単位面積当たり質量が、前記ラッカーの単位面積当たり質量を5倍以下だけ上回る、
上記2または3に記載のスピーカ振動板。
5. 前記振動板が、互いに内外に織り進んで前記織繊維体を形成する材料の長尺物を含み、
前記織繊維体が隙間のアレイを画定するように、隣り合った材料の長尺物間に隙間が存在し、各隙間が、少なくとも100μmの最大寸法を有し、
前記制振材料が、前記隙間の実質的に全てを埋める、
上記1から4までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。
6. 前記制振材料が、1kHzから8kHzの間の周波数において少なくとも0.5の動的損失率を有する、上記1から5までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。
7. 前記制振材料が、合成樹脂エラストマー材料である、上記1から6までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。
8. 前記制振材料が、ポリ酢酸ビニル材料である、上記1から7までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。
9. 前記制振材料の厚さが、前記振動板の直径の少なくとも5%わたって径方向に距離を増すにつれて単調に変化する、上記1から8までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。
10. 上記1から9までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板を製造する方法であって、回転する織繊維体に液体制振材料を塗布するステップを含む、方法。
11. 上記1から9までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板を製造する方法であって、前記スピーカ振動板を形成する前記織繊維体が、非金属繊維材料で形成され、前記方法が、蒸着法を用いて前記非金属繊維材料に金属被覆を付着させるステップを含む、方法。
12. 上記1から9までのいずれか1項に記載の振動板、および/または上記10もしくは11に記載の方法によって製造された振動板を含む、スピーカ駆動ユニット。
13. 中域駆動ユニットとしての、スピーカ筐体内での使用に適した、上記12に記載のスピーカ駆動ユニット。
14. 上記12または13に記載のスピーカ駆動ユニットを含む、スピーカ筐体。
15. スピーカ振動板であって、
前向きの音放射面と制振材料を支持する後向きの面とを有する織繊維体
を備え、
前記織繊維体が、光で照らされたときに前記振動板がきらめく外観を有するように見えるように、金属被覆された非金属繊維材料で形成される、
スピーカ振動板。
The resin used for impregnation of the woven fiber material (this resin is used as a reinforcing material) may be a synthetic resin, for example, a phenol resin, an epoxy resin, or a melamine resin. However, any other flexible heat resistant thermosetting resin or high temperature thermoplastic resin may be used.
Where in the above description an integer or element having a known equivalent, an obvious equality, or a predictable equivalent is mentioned, is such an equivalent described as if it were individually described? As incorporated herein. The scope of claims should be referred to to determine the exact scope of the invention, and the exact scope of the invention should be construed to include any such equivalents. It is also noted that the completeness or features of the invention described as preferred, advantageous, convenient, etc. are optional and do not limit the scope of the independent claims. Will be understood. Moreover, such optional completeness or features may provide benefits in some embodiments of the invention, but may not be desirable in other embodiments and therefore may not be present. But should be understood.
Next, a preferred embodiment of the present invention will be shown.
1. 1. A speaker diaphragm having a forward-facing sound emitting surface and a backward-facing surface.
A woven fiber body that supports a vibration damping material that forms the shape of the diaphragm.
Equipped with
The mass of the damping material exceeds the mass of the woven fiber body by more than 25%.
Speaker diaphragm.
2. 2. The speaker diaphragm according to 1 above, wherein the woven fiber body is formed of a metal-coated non-metal fiber material.
3. 3. 2. The speaker diaphragm according to 2 above, wherein the thickness of the metal coating is less than 1 μm.
4. The woven fiber body contains a resin that contributes to the rigidity of the woven fiber body.
The metal coating is coated with lacquer, which also contributes to the rigidity of the woven fiber material.
The mass per unit area of the resin exceeds the mass per unit area of the lacquer by 5 times or less.
The speaker diaphragm according to 2 or 3 above.
5. The diaphragm contains a long piece of material that weaves in and out of each other to form the woven fiber body.
There are gaps between adjacent strips of material such that the woven fibers define an array of gaps, each gap having a maximum dimension of at least 100 μm.
The damping material fills substantially all of the gaps.
The speaker diaphragm according to any one of 1 to 4 above.
6. The speaker diaphragm according to any one of 1 to 5 above, wherein the damping material has a dynamic loss rate of at least 0.5 at a frequency between 1 kHz and 8 kHz.
7. The speaker diaphragm according to any one of 1 to 6 above, wherein the vibration damping material is a synthetic resin elastomer material.
8. The speaker diaphragm according to any one of 1 to 7 above, wherein the vibration damping material is a polyvinyl acetate material.
9. The speaker diaphragm according to any one of 1 to 8 above, wherein the thickness of the damping material changes monotonically as the distance increases in the radial direction over at least 5% of the diameter of the diaphragm.
10. The method for manufacturing a speaker diaphragm according to any one of 1 to 9 above, which comprises a step of applying a liquid system vibration material to a rotating woven fiber body.
11. The method for manufacturing a speaker vibrating plate according to any one of 1 to 9 above, wherein the woven fiber body forming the speaker vibrating plate is formed of a non-metal fiber material, and the method is vapor deposition. A method comprising the step of attaching a metal coating to the non-metal fiber material using a method.
12. A speaker drive unit comprising the diaphragm according to any one of 1 to 9 and / or the diaphragm manufactured by the method according to 10 or 11.
13. The speaker drive unit according to 12 above, which is suitable for use in a speaker housing as a mid-range drive unit.
14. A speaker housing including the speaker drive unit according to 12 or 13 above.
15. It is a speaker diaphragm,
Woven fiber with a forward sound emitting surface and a backward surface supporting the damping material
Equipped with
The woven fiber is formed of a metal-coated non-metal fiber material so that the diaphragm appears to have a shimmering appearance when illuminated by light.
Speaker diaphragm.

Claims (14)

前向きの音放射面と後向きの面とを有するスピーカ振動板であって、
前記振動板の形状を形成する制振材料を支持する織繊維体
を備え、
前記織繊維体が金属被覆された非金属繊維材料で形成され、
前記振動板が、互いに内外に織り進んで前記織繊維体を形成する材料の長尺物を含み、
前記織繊維体が、隙間のアレイを画定するように隣り合った材料の長尺物間に隙間が存在し、各隙間は、少なくとも50μmの最大寸法を有する、
スピーカ振動板。
A speaker diaphragm having a forward-facing sound emitting surface and a backward-facing surface.
A woven fiber body that supports a vibration damping material that forms the shape of the diaphragm is provided.
The woven fiber body is formed of a metal-coated non-metal fiber material, and the woven fiber body is formed of a metal-coated non-metal fiber material.
The diaphragm contains a long piece of material that weaves in and out of each other to form the woven fiber body.
There are gaps between the strips of adjacent material such that the woven fiber body defines an array of gaps, each gap having a maximum dimension of at least 50 μm.
Speaker diaphragm.
前記金属被覆の厚さが、1μm未満である、請求項1に記載のスピーカ振動板。 The speaker diaphragm according to claim 1, wherein the thickness of the metal coating is less than 1 μm. 前記織繊維体が、前記織繊維体の剛性に寄与する樹脂を含み、
前記金属被覆が、ラッカーで被覆され、前記ラッカーも、前記織繊維材料の剛性に寄与し、
前記樹脂の単位面積当たり質量が、前記ラッカーの単位面積当たり質量を5倍以下だけ上回る、
請求項1または2に記載のスピーカ振動板。
The woven fiber body contains a resin that contributes to the rigidity of the woven fiber body.
The metal coating is coated with lacquer, which also contributes to the rigidity of the woven fiber material.
The mass per unit area of the resin exceeds the mass per unit area of the lacquer by 5 times or less.
The speaker diaphragm according to claim 1 or 2.
前記制振材料が、前記隙間の実質的に全てを埋める、
請求項1から3までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。
The damping material fills substantially all of the gaps.
The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 3.
前記制振材料が、1kHzから8kHzの間の周波数において少なくとも0.5の動的損失率を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。 The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 4, wherein the damping material has a dynamic loss rate of at least 0.5 at a frequency between 1 kHz and 8 kHz. 前記制振材料が、合成樹脂エラストマー材料である、請求項1から5までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。 The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 5, wherein the vibration damping material is a synthetic resin elastomer material. 前記制振材料が、ポリ酢酸ビニル材料である、請求項1から6までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。 The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 6, wherein the vibration damping material is a polyvinyl acetate material. 前記制振材料の厚さが、前記振動板の直径の少なくとも5%にわたって径方向に距離を増すにつれて単調に変化する、請求項1から7までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板。 The speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness of the damping material changes monotonically as the distance increases radially over at least 5% of the diameter of the diaphragm. 請求項1から8までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板を製造する方法であって、回転する織繊維体に液体制振材料を塗布するステップを含む、方法。 The method for manufacturing a speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 8, wherein the method includes a step of applying a liquid system vibration material to a rotating woven fiber body. 請求項1から8までのいずれか1項に記載のスピーカ振動板を製造する方法であって、前記スピーカ振動板を形成する前記織繊維体が、非金属繊維材料で形成され、前記方法が、蒸着法を用いて前記非金属繊維材料に金属被覆を付着させるステップを含む、方法。 The method for manufacturing a speaker vibrating plate according to any one of claims 1 to 8, wherein the woven fiber body forming the speaker vibrating plate is formed of a non-metal fiber material, and the method is described. A method comprising the step of adhering a metal coating to the non-metal fiber material using a vapor deposition method. 請求項1から8までのいずれか1項に記載の振動板、および/または請求項9もしくは10に記載の方法によって製造された振動板を含む、スピーカ駆動ユニット。 A speaker drive unit comprising the diaphragm according to any one of claims 1 to 8 and / or the diaphragm manufactured by the method according to claim 9 or 10. 中域駆動ユニットとしての、スピーカ筐体内での使用に適した、請求項11に記載のスピーカ駆動ユニット。 The speaker drive unit according to claim 11, which is suitable for use in a speaker housing as a mid-range drive unit. 請求項11または12に記載のスピーカ駆動ユニットを含む、スピーカ筐体。 A speaker housing comprising the speaker drive unit according to claim 11 or 12. スピーカ振動板であって、
前向きの音放射面と制振材料を支持する後向きの面とを有する織繊維体
を備え、
前記織繊維体を形成するために織られる繊維の長尺物は、前記振動板の前向きの音放射面が局所レベルにおいて滑らかでない幾何形状を有するように、互いに内外に織り合わせられ、
前記繊維の長尺物は、所与の方向に延びている概ね平行に隣り合った繊維の長尺物間に空間が存在し、前記織繊維体が隙間のアレイを画定するように、比較的粗い織りで織り合わせられ、各隙間は、少なくとも50μmの最大寸法を有し、
前記織繊維体が、光で照らされたときに前記振動板がきらめく外観を有するように見えるように、金属被覆された非金属繊維材料で形成される、
スピーカ振動板。
It is a speaker diaphragm,
It comprises a woven fiber body having a forward sound emitting surface and a backward surface supporting the damping material.
The long fibers woven to form the woven fiber are woven in and out of each other so that the forward sound emitting surface of the diaphragm has a non-smooth geometry at the local level.
The fiber strips are relatively such that there is a space between the fiber strips that are approximately parallel and adjacent to each other extending in a given direction, and that the woven fiber body defines an array of gaps. Woven in a coarse weave, each gap has a maximum dimension of at least 50 μm,
The woven fiber is formed of a metal-coated non-metal fiber material so that the diaphragm appears to have a shimmering appearance when illuminated by light.
Speaker diaphragm.
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